Orquídeas

Introduccion

El presente documento tiene como objetivo presentar un conjunto de visualizaciones y un análisis de la riqueza de especies de orquídeas en áreas de conservación de Costa Rica.

Analisis y visualizaciones elaborados con paquetes del lenguaje de R como ggplot2, plotly, DT, tidyverse y otros.

Para ello, se utilizarán dos fuentes de datos principales: el servicio Web Feature Service (WFS) publicado por el Sistema Nacional de Áreas de Conservación (Sinac) que proporciona información sobre las áreas de conservación en Costa Rica, y los registros de presencia de orquídeas de Costa Rica obtenidos a través de una consulta al portal de datos de GBIF (Global Biodiversity Information Facility).

Carga de paquetes

library(readr)
library(dplyr)
library(ggplot2)
library(plotly)
library(DT)
library(sf)
library(leaflet)
library(leaflet.extras)
library(leafem)
library(tidyverse)
library(viridisLite)
library(terra)
library(ggthemes)

Carga de datos

Código

# carga de datos

areas_conservacion <-
  st_read(
    dsn = "areas_conservacion_simp_10m.geojson",
    quiet = TRUE 
  )

areas_conservacion <-
  areas_conservacion |>
  st_transform(4326)

orquideas <-
  st_read(
    "orquideas.csv",
    options = c(
      "X_POSSIBLE_NAMES=decimalLongitude", 
      "Y_POSSIBLE_NAMES=decimalLatitude"   
    ),
    quiet = TRUE
  )

st_crs(orquideas) <- 4326

# Union entre areas de conservacion y orquideas

orquideas_union_areas_conservacion <- 
  st_join(
    x = orquideas,
    y = dplyr::select(areas_conservacion, nombre_ac), 
    join = st_within
  )

# Riquezas de orquideas

riqueza_orquideas_areas_conservacion <- 
  orquideas_union_areas_conservacion |>
  st_drop_geometry() |>
  group_by(nombre_ac) |>
  summarize(riqueza_orquideas_areas_conservacion = n_distinct(species, na.rm = TRUE))

# Union no espacial de orquideas con el dataframe de riqueza

areas_conservacion_union_riqueza_orquideas <- 
  left_join(
    x = areas_conservacion,
    y = riqueza_orquideas_areas_conservacion,
    by = "nombre_ac"
  ) |>
  replace_na(list(riqueza_orquideas_areas_conservacion = 0))

# top 10 registros con mas presencia orquideas

registros_10 <- orquideas_union_areas_conservacion |> 
  count(species, sort = TRUE) |> 
  top_n(10, n)

Mapa de riqueza de especies de orquídeas en áreas de conservación

Código

# Paleta de colores de riqueza de especies de orquideas

colores_riqueza_especies_orquideas <-
  colorNumeric(
    palette = "Reds",
    domain = areas_conservacion_union_riqueza_orquideas$riqueza_orquideas_areas_conservacion,
    na.color = "transparent"
  )

# Paleta de colores de especies de orquideas
colores_especies_orquideas <- colorFactor(
  palette = viridis(length(unique(orquideas$species))), 
  domain = orquideas$species
)
 
# Mapa leaflet

leaflet() |>
  setView(
    lng = -84.19452,
    lat = 9.572735,
    zoom = 7) |>
  addTiles(group = "Mapa general (OpenStreetMap)") |>
  addProviderTiles(
    providers$Esri.WorldImagery, 
    group = "Imágenes satelitales (ESRI World Imagery)"
  ) |> 
  addPolygons(
    data = areas_conservacion_union_riqueza_orquideas,
    fillColor = ~ colores_riqueza_especies_orquideas(areas_conservacion_union_riqueza_orquideas$riqueza_orquideas_areas_conservacion),
    fillOpacity = 0.8,
    color = "black",
    stroke = TRUE,
    weight = 1.0,
    popup = paste(
      paste("<strong>Area de Conservacion:</strong>", areas_conservacion$nombre_ac),
      paste("<strong>Riqueza de especies:</strong>", areas_conservacion_union_riqueza_orquideas$riqueza_orquideas_areas_conservacion),
      sep = '<br/>'
    ),
    group = "Riqueza de especies"
  ) |>
  addScaleBar(
    position = "bottomleft", 
    options = scaleBarOptions(imperial = FALSE)
  ) |>    
  addLegend(
    position = "bottomleft",
    pal = colores_riqueza_especies_orquideas,
    values = areas_conservacion_union_riqueza_orquideas$riqueza_orquideas_areas_conservacion,
    group = "Riqueza de especies",
    title = "Riqueza de especies"
  ) |>
  addCircleMarkers(
    data = orquideas,
    stroke = F,
    radius = 4,
    fillColor = ~colores_especies_orquideas(orquideas$species),
    fillOpacity = 1.0,
    popup = paste(
      paste0("<strong>Especie: </strong>", orquideas$species),
      paste0("<strong>Localidad: </strong>", orquideas$locality),
      paste0("<strong>Fecha: </strong>", orquideas$eventDate),
      paste0("<strong>Fuente: </strong>", orquideas$institutionCode),
      paste0("<a href='", orquideas$occurrenceID, "'>Más información</a>"),
      sep = '<br/>'
    ),    
    group = "Registros de presencia"
  ) |>  
  addLegend(
    position = "bottomright",    
    pal = colores_especies_orquideas,
    values = orquideas$species,
    title = "Especies",
    group = "Registros de presencia"    
  ) |>  
  addLayersControl(
    baseGroups = c(
      "Mapa general (OpenStreetMap)", 
      "Imágenes satelitales (ESRI World Imagery)"
    ),
    overlayGroups = c(
      "Riqueza de especies",
      "Registros de presencia"
    )
  ) |>
  addResetMapButton() |>
  addSearchOSM() |>
  addMouseCoordinates() |>
  addFullscreenControl() |>
  hideGroup("Registros de presencia") 

Tabla de riquezas

Código

# Datatable de los datos de riqueza de especies en areas de conservacion

areas_conservacion_union_riqueza_orquideas |>
  st_drop_geometry() |>
  dplyr::select(nombre_ac, riqueza_orquideas_areas_conservacion) |>
  arrange(desc(riqueza_orquideas_areas_conservacion)) |>
  datatable(
    colnames = c("Area de Conservacion", "Riqueza de especies de Orquideas"),
    options = list(
      pageLength = 5,
      language = list(url = '//cdn.datatables.net/plug-ins/1.10.11/i18n/Spanish.json')
    )
  )

Gráfico de barras de riqueza de especies de orquídeas en áreas de conservación

Código

# Grafico de barras de riqueza por areas de consrvacion

grafico_barras_ggplot2 <-
riqueza_orquideas_areas_conservacion |>
  ggplot(aes(x = reorder(nombre_ac,-riqueza_orquideas_areas_conservacion), y = riqueza_orquideas_areas_conservacion)) +
  geom_bar(stat = "identity", fill = "white",
     aes(
      text = paste0(
        "Area de conservacion ", nombre_ac, "\n",
        "Riqueza de especies: ", riqueza_orquideas_areas_conservacion)
      )
    ) +
  coord_flip() + 
  ggtitle("Riqueza de especies por areas de conservacion") +
  xlab("Riqueza de especies") +
  ylab("Area de conservacion") +
  labs(caption = "Fuente: SINAC") +
  theme_dark()

# Gráfico de barras plotly
ggplotly(grafico_barras_ggplot2, tooltip = "text") |> 
  config(locale = 'es')

Cantidad de registros de presencia para las 10 especies con mas registros

Código

# Gráfico de barras de registros de presencia, 10 presencias con mas resgistros

grafico_barras_10 <- registros_10 |>
  ggplot(aes(x = reorder(species, -n), y = n)) +
  geom_bar(stat = "identity", fill = "white",
           aes(text = paste0("Registros de presencia de especies: ", n))) +
  coord_flip() + 
  ggtitle("10 especies de orquídeas con más registros") +
  xlab("Especie") +
  ylab("Cantidad de registros de presencia") +
  labs(caption = "Fuente: SINAC") +
  theme_dark() 

# Gráfico de barras plotly
ggplotly(grafico_barras_10, tooltip = "text") |> 
  config(locale = 'es')